DE3921528A1 - Measuring cell for the electrochemical gas proof - Google Patents

Measuring cell for the electrochemical gas proof

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DE3921528A1 DE19893921528 DE3921528A DE3921528A1 DE 3921528 A1 DE3921528 A1 DE 3921528A1 DE 19893921528 DE19893921528 DE 19893921528 DE 3921528 A DE3921528 A DE 3921528A DE 3921528 A1 DE3921528 A1 DE 3921528A1
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    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/404Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßzelle für den elektrochemischen Nachweis von Gasproben, welche in einem mit einem Elektrolyten gefüllten Elektrolytraum zumindest eine Meßelektrode und eine Gegenelektrode aufweist, wobei mindestens die Meßelektrode schichtförmig auf der dem Elektrolyten zugewandten Innenfläche einer für die Gasprobe durchlässigen, für den Elektrolyten undurchlässigen Diffusionsmembran aufgebracht ist, die zur Gasprobenseite hin mit einer teilweise durchlässigen Schutzscheibe abgedeckt ist. The invention relates to a measuring cell for the electrochemical detection of gas samples, having at least a measuring electrode and a counter electrode in a container filled with an electrolyte electrolytic chamber, at least the measuring electrode coated on the side facing the electrolyte inside surface of a permeable to the gas sample and impermeable for the electrolyte diffusion membrane is applied, which is covered towards the gas sample side with a partially permeable protective disk.

Eine derartige Meßzelle ist in der englischen Patentschrift GB-A 13 44 616 beschrieben. Such a measuring cell is described in the English patent GB-A 13 44 616th

Die bekannte Meßzelle besitzt einen Elektrolytraum, in welchem die Meßelektrode und die Gegenelektrode aufgenommen sind. The known measuring cell has an electrolyte chamber in which the measuring electrode and the counter electrode are added. Die Meßelektrode ist als elektrisch leitfähige Schicht auf der elektrolytseitigen Rückfläche einer Diffusionsmembran aufgebracht. The measuring electrode is applied as an electrically conductive layer on the electrolyte-side rear surface of a diffusion membrane. Zur Umgebung hin ist die Diffusionsmembran durch eine durchlässige Schutzscheibe vor mechanischen Einflüssen geschützt. To the environment, the diffusion membrane is protected by a transparent protective plate from mechanical influences. Um derartige Meßzellen über einen genügend langen Zeitraum betriebs- und meßbereit zu haben, ist es erforderlich, einen genügend großen Vorrat an Elektrolyt bereitzustellen. For such measurement cells operating over a sufficiently long period of time and have ready for measurement, it is necessary to provide a sufficiently large supply of electrolyte. Da die an der Grenzfläche Elektrolyt/Meßelektrode/Gasprobe generierten Ladungsträger in dem Elektrolytvorrat zwischen Meßelektrode und Gegenelektrode diffundieren müssen, ist für eine ausreichende Ansprechzeit derartiger Meßzellen eine gute Ionenbeweglichkeit erforderlich, um damit das frühzeitige Austrocknen oder das Aufkonzentrieren des Elektrolyten zu vermeiden. Since the charge carriers generated at the interface electrolyte / measuring electrode / gas sample must diffuse in the electrolyte supply between the measuring electrode and counter electrode, a good ionic mobility is required for sufficient response time of such measurement cells, in order to avoid the premature drying out or concentrating the electrolyte. Dadurch wird das Bauvolumen derartiger Meßzellen vergrößert, so daß insbesondere tragbare Meßgeräte unhandlich werden. Thus, the volume of construction of such measuring cells is increased so that, in particular portable meters are unwieldy. Es ist bekannt (GB-A 20 94 005), die Elektroden schichtweise möglichst nahe aneinander zu führen. It is known (GB-A 20 94 005), the lead electrode layer as close as possible to each other. Diese kompakte Elektrodenanordnung wird jedoch mit einer aufwendigen Dochtkonstruktion erkauft, die es ermöglichen soll, aus dem Elektrolytvorrat den notwendigen Elektrolyten an die Oberfläche der Meßelektrode heranzuführen. This compact electrode assembly, however, the expense of a complex wick structure which should make it possible to introduce from the electrolyte supply the necessary electrolyte on the surface of the measuring electrode.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Meßzelle der genannten Art so zu verbessern, daß bei beachtlichem Elektrolytvorrat die Bauweise der Meßzelle wesentlich einfacher und von geringem Volumen sein kann, ohne daß die Ionenbeweglichkeit im Elektrolyten kleiner wird. The present invention thus has for its object to improve a measuring cell of the type mentioned such that with considerable electrolyte supply the construction of the measuring cell, can be much simpler and low-volume without the ionic mobility in the electrolyte becomes smaller.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Gegenelektrode schichtförmig auf einem dem Elektrolyten zugewandten, für die Gasprobe und den Elektrolyten undurchlässigen Teilbereich der Schutzscheibe, elektrisch isoliert von der Meßelektrode und in ständigem Elektrolytkontakt befindlich angebracht ist, und daß allein die Meßelektrode mit der Diffusionsmembran auf einem für die Gasprobe durchlässigen Bereich der Schutzscheibe aufgetragen sind. The object is achieved in that the counter electrode facing coated on one the electrolyte is impermeable to the gas sample and the electrolyte portion of the shield plate, electrically insulated from the measuring electrode and located in constant electrolyte contact, and in that only the measuring electrode with the diffusion membrane on a are plotted for the sample gas permeable area of ​​the windshield.

Der Vorteil der Erfindung liegt im wesentlichen darin, daß nunmehr sowohl die Meßelektrode als auch die Gegenelektrode in einer engen, räumlich benachbarten Anordnung angebracht sind und sich dabei in direktem Elektrolytkontakt befinden. The advantage of the invention lies essentially in the fact that now both the measuring electrode and the counter electrode are mounted in a tight, spatially adjacent arrangement, and thereby are in direct contact with the electrolyte. Somit ermöglicht eine kurze Diffusionsstrecke besonders bei sehr hohen Meßgaskonzentrationen eine schnelle Ansprechzeit. Thus allowing a short diffusion path especially at very high Meßgaskonzentrationen a fast response time. Es wird durch die schichtweise Anordnung auf ein und derselben Fläche der Schutzscheibe ein geringes Bauvolumen der Meßzelle ermöglicht. It is constructed by sandwiching on the same surface of the shield plate allows a small unit volume of the measuring cell. Der Elektrolytvorrat kann ausgedehnt sein und verhindert auch bei längeren Betriebszeiten ein Austrocknen des Elektrolyten. The electrolyte supply can be expanded and prevents even with longer operating times drying out of the electrolyte.

Will man die Meßzelle in einer potentiostatischen Betriebsweise arbeiten lassen, kann die dafür notwendige Referenzelektrode in gleicher Weise in unmittelbarer Nachbarschaft zu den übrigen Elektroden auf der Elektrolytseite der Schutzscheibe in Schichtform aufgebracht sein. If one wants to make the measuring cell work in a potentiostatic mode of operation, the necessary reference electrode can be applied in the same way in the immediate vicinity of the other electrodes on the electrolyte side of the protective glass in sheet form.

Beim Betrieb sowohl mit als auch ohne Referenzelektode ist die Durchlässigkeit der Schutzscheibe nur in dem Bereich gegeben, welcher der Meßelektrode gegenüberliegt. In operation, both with and without Referenzelektode the permeability of the protective plate is provided only in the region, which is opposite to the measuring electrode. Das zu untersuchende Gas durchtritt die Schutzscheibe in ihrem durchlässigen Bereich und diffundiert durch die Membran sowie die durchlässige Meßzelle an die Kontaktfläche Elektrolyt/Meßelektrode/Gas probe. The gas to be examined passes through the protective screen in its transparent region and diffuses through the membrane and the permeable measuring cell to the contact area electrolyte / measuring electrode / gas sample. Es kann notwendig sein, die Gasprobe elektrolytseitig in solche Komponenten katalytisch umzuwandeln, welche durch die angelegte Meßzellenspannung zu einer elektrochemischen Reaktion führen. It may be necessary to catalytically convert the gas sample electrolyte side in such components, which pass through the applied Meßzellenspannung to an electrochemical reaction. Zu diesem Zwecke kann die Meßelektrode mit einem Katalysatorzusatz versehen sein. To this end, the measuring electrode may be provided with a catalyst additive.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Meßzelle wegen des ständigen Elektrolytkontaktes zu der Meßelektrode in jeder beliebigen Einbaulage betrieben werden kann. A further advantage is that the measuring cell can be operated in any position because of the constant contact of electrolyte to the measuring electrode.

Besonders vorteilhaft ist es, die Schutzscheibe aus einem thermisch leitfähigen, elektrisch isolierenden Material zu fertigen, deren durchlässiger Bereich durch die Diffusion der Gasprobe bestimmende Durchlässe festgelegt ist, und deren undurchlässiger Teilbereich zur die Gasprobe enthaltenden Umgebung hin elektrische Kontaktflächen trägt, welche zu den Elektroden durchkontaktiert sind. It is particularly advantageous to manufacture the protective plate made of a thermally conductive, electrically insulating material, the permeable region defining passages is determined by the diffusion of the gas sample, and the impermeable partial region of the gas sample containing environment carries out electrical contact surfaces which by contact with the electrodes is are. Durch diese Merkmale erhält man einen günstigen Temperaturausgleich für alle auf der Elektrolytseite der Schutzscheibe befindlichen Elektroden, so daß der Temperaturgang des Meßergebnisses vermindert wird. Through these features, one obtains a low-temperature compensation for all situated on the electrolyte side of the protective plate electrodes so that the temperature response of the measurement result is reduced. Gleichzeitig kann die Meßzelle im Diffusionsgrenzstrombereich arbeiten, wobei die Dimensionierung der Durchlässe, beispielsweise als lange und enge Diffusionskanäle ausgebildet, in Zusammenwirkung mit der Elektrodenaktivität den Diffusionsgrenzstrom bestimmen. At the same time, the measuring cell can operate in the diffusion limiting current range, the dimensions of the passages, for example formed as long and narrow diffusion channels determine in cooperation with the electrode activity to the diffusion current. Da das Material der Schutzscheibe elektrisch isolierend ist, ist auf einfache Weise eine Durchkontaktierung möglich, welche die elektrische Verbindung der Elektroden zur in die Umgebung weisenden Oberfläche der Schutzscheibe herstellt. Since the material of the shield plate is electrically insulating, a via is possible in a simple manner, which makes the electrical connection of the electrodes pointing in the peripheral surface of the shield plate. Durch einfaches Anbonden von Anschlußdrähten auf die Kontaktflächen der Oberseite kann ein einfacher Abgriff der Meßsignale zu einem Auswertegerät verwirklicht werden. By simply Anbonden of leads to the contact surfaces of the top, a simple tap of the measurement signals can be realized for an evaluation. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Verbindung zu den Kontaktflächen bei der Montage der Meßzelle in ein zugehöriges Aufnahmegehäuse durch entsprechende Kontaktfahnen als Meßsignalabgriffe herzustellen. Another possibility is to connect to the contact surfaces during assembly of the measurement cell in an associated receiving housing by corresponding tabs as Meßsignalabgriffe. In beiden Fällen kann man auf eine Durchführung der Leitungsanschlüsse von den Elektroden durch das Meßzellengehäuse verzichten. In both cases, one can dispense with carrying out the pipe connections from the electrodes through the measuring cell. Dies trägt zu einer wesentlichen Erhöhung der Betriebssicherheit der Meßzelle bei, da schwer zu beherrschende Kriechleckagen des Elektrolyten entlang der Drahtdurchführungen zu den Kontakten vermieden werden. This contributes to a significant increase in the operational safety of the measuring cell as difficult to control Kriechleckagen the electrolyte are avoided along the wire guides to the contacts.

Um eine möglichst gleichmäßige Kontaktierung der Meßelektrode zu verwirklichen, ist eine beispielsweise aus Graphitvlies bestehende Kontaktmatte vorgesehen, die einerseits über die Meßelektrode zur Elektrolytseite hin gelegt und andererseits an dafür vorgesehene Meßkontakte auf dem elektrolytseitigen undurchlässigen Teilbereich geführt ist. In order to realize the most uniform possible contact with the measuring electrode, an existing example of graphite fleece contact mat is provided, on the one hand placed over the measuring electrode to the electrolyte side and on the other hand out to designated measuring contacts on the electrolyte-side impermeable portion. Die Meßelektrode ist dabei sandwichartig zwischen der Diffusionsmembran und der durchlässigen Kontaktmatte eingepackt. The measuring electrode is sandwiched packed between the diffusion membrane and the permeable contact mat. Man vermeidet dadurch, auf der dünnen und reißempfindlichen Diffusionsmembran elektrische Kontakte für die Meßelektrode anzubringen und sorgt für einen großflächigen Kontakt. One thereby avoids to place on the thin and sensitive tear diffusion membrane electrical contacts for the measuring electrode and ensures a large-area contact.

Um die Handhabung des Elektrolyten zu verbessern, ist er zweckmäßigerweise in einem Saugkörper enthalten, der den Elektrolytraum ausfüllt und mit den Elektroden in ständigem Kontakt befindlich ist. In order to improve the handling of the electrolytes, it is advantageously contained in an absorbent body which fills the electrolyte chamber and is located with the electrodes in constant contact. Den einzigen Meßzellenabschluß zur Umgebung hin bildet die Schutzscheibe. The only Meßzellenabschluß to the environment forms the protective shield. Der Saugkörper kann aus einem schwammartigen Polyethylenkörper bestehen, so daß für das Meßzellengehäuse ein einfacher Aufbau gewählt werden kann, ohne daß auf besondere Dichtprobleme, die bei Flüssigkeiten auftreten, geachtet werden müßte. The absorbent body may be comprised of a sponge-like body polyethylene, so that a simple structure can be selected for the measuring cell, without there being any need to pay attention to special sealing problems that occur in liquids. So können beispielsweise notwendige Entlüftungsöffnungen in den Elektrolytraum ohne zusätzliche Dichtmaßnahmen hinsichtlich einer Flüssigkeit vorgesehen sein. So necessary vents into the electrolyte space can be provided without additional sealing measures with regard to a liquid for example.

Bei der Ausbildung der Schutzscheibe aus einem thermisch leitfähigen Material ist es besonders zweckmäßig, auf seiner der Umgebung zugewandten Außenfläche zumindest um den durchlässigen Bereich herum oder gar ihn überquerend ein temperaturempfindliches Element aufzubringen. In the formation of the protective plate made of a thermally conductive material, it is particularly useful on its outer surface facing the environment, at least around the permeable region or around crossing not apply it a temperature sensitive element. Dadurch wird es möglich, die im Diffusionsbereich vorherrschende Gasprobentemperatur annähernd genau zu erfassen und einer anschließenden Meßwertkompensation hinsichtlich der Gasprobentemperatur zuzuführen. This makes it possible to detect in the diffusion region prevailing gas sample temperature approximately accurately and fed into a subsequent Meßwertkompensation with respect to the gas sample temperature. Während der Diffusion durch den durchlässigen Bereich kann davon ausgegangen werden, daß die Gasprobe mit genügender Genauigkeit die Temperatur der Dichtscheibe angenommen hat. During the diffusion through the permeable region can be assumed that the gas sample adopted with sufficient accuracy the temperature of the sealing disc. Somit ist deren Temperatur in guter Näherung als Korrekturfaktor geeignet. Thus, the temperature of which is suitable to a good approximation as a correction factor.

Die Dichtscheibe kann vorteilhafterweise auch als Träger für eine Vorverstärkerschaltung in Hybridtechnik benutzt werden. The sealing disk can be advantageously used as a carrier for a preamplifier in hybrid technology. Dies führt zu einer weiteren Miniaturisierung der Meßzelle und vergrößert das Signal-/Rauschverhältnis. This leads to a further miniaturization of the measuring cell and increases the signal / noise ratio.

Um die Verteilung der durch den durchlässigen Bereich diffundierenden Gasprobe auf die Fläche der Diffusionsmembran zu verbessern, ist vorgesehen, elektrolytseitig hinter den Durchlässen zur Membran hin gewandt eine poröse Gasverteilungsschicht anzuordnen. In order to improve the distribution of the diffusing through the permeable region gas sample to the surface of the diffusion membrane, is provided on the electrolyte side facing towards the passages to be arranged behind the membrane, a porous gas distribution layer. Diese wird durch die an die elektrolytseitige Oberfläche der Dichtscheibe thermisch angeschweißte Diffusionsmembran gehalten. This is maintained by the thermally welded on the electrolyte-facing surface of the sealing disk diffusion membrane. Ein geeignetes Verfahren, die Diffusionsmembran aus beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) an eine metallische oder keramische Schutzscheibe thermisch anzuschweißen, ist in der DE-OS 23 11 096 beschrieben. A suitable method, the diffusion membrane is made of thermally to weld, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) on a metallic or ceramic protective panel is described in DE-OS 23 11 096th

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der schematischen Darstellung gezeigt und im folgenden näher erläutert. An embodiment of the invention is shown with reference to the schematic representation and explained in more detail below.

In der einzigen Figur ist eine Meßzelle im Schnitt dargestellt, wobei wegen der natürlichen Miniaturisierung der Meßzelle die dargestellte Ausführungsform nicht maßstäblich ist, sondern die Baugruppen sind der Verdeutlichung wegen überdimensional gezeichnet. In the single figure, a measuring cell is shown in section, because of the natural miniaturization of the measuring cell, the illustrated embodiment is not to scale, but the components are drawn for illustrative because of oversized.

Die Meßzelle besitzt ein Gehäuse ( 1 ) aus Kunststoff, welches kreisförmig ausgebildet ist und Topfform besitzt, wobei seine Öffnung zur Umgebung hin durch eine Schutzscheibe ( 2 ) aus Keramik abgeschlossen ist. The measuring cell has a housing (1) made of plastic, which is circular and pot shape, with its opening to the environment by a protective disc (2) is finished ceramic. Der Innenraum des Gehäuses ( 1 ) wird im wesentlichen durch einen Saugkörper ( 3 ) aus Polyethylen ausgefüllt, in welchem der Elektrolyt ( 4 ) aufgenommen ist. The interior of the housing (1) is substantially filled by an absorbent body (3) made of polyethylene, in which the electrolyte (4) is accommodated. Die Keramikscheibe ( 2 ) ist in der Mitte von einer Vielzahl von Durchlässen ( 5 ) durchdrungen. The ceramic disk (2) is penetrated in the center by a plurality of passages (5). Sie besitzen trichterförmige Ein- und Auslässe, sind im übrigen aber als Kapillarrohre ausgebildet, welche die Diffusionsrate der aus der Umgebung in die Meßzelle eindiffundierenden Gasprobe bestimmen. They have funnel-shaped inlets and outlets, but are designed as capillary tubes, which determine the diffusion rate of the diffusing from the environment into the measuring cell gas sample in the rest. Wegen ihres geringen Durchmessers sind die Durchlaßstrecken als einfache Strichlinien dargestellt. Because of their small diameter, the pass route is presented as a simple dashed lines. Der geometrische Ort der Durchlässe ( 5 ) bestimmt den durchlässigen Bereich ( 50 ) der Schutzscheibe ( 2 ). The locus of the passages (5) determines the permeable region (50) of the windshield (2). Der den durchlässigen Bereich ( 50 ) umgebende Teilbereich ( 51 ) am Rande der kreisförmigen Schutzscheibe ( 2 ) legt ihren undurchlässigen Teilbereich fest. Of the permeable portion (50) surrounding the portion (51) on the edge of the circular guard plate (2) defines its impermeable portion. Elektrolytseitig zur Schutzscheibe ( 2 ) ist hinter den Durchlässen ( 5 ) eine Gasverteilungsschicht ( 6 ) über den Auslässen der Durchlässe ( 5 ) befestigt. Electrolyte side to the protective plate (2) is mounted behind the passages (5), a gas distribution layer (6) on the outlets of the passages (5). Diese Gasverteilungsschicht ( 6 ) überzieht eine Diffusionsmembran ( 8 ), welche an dem Schweißrand ( 7 ) befestigt ist. This gas distribution layer (6) covering a diffusion membrane (8) which is fixed to the welding edge (7). Die Diffusionsmembran ( 8 ) trägt die Meßelektrode ( 9 ), über welche zum Saugkörper ( 3 ) hin gerichtet eine Kontaktmatte ( 10 ) gezogen ist, welche an die Meßkontakte ( 11 ) angebonded ist. The diffusion membrane (8) carrying the measuring electrode (9) via which the absorbent body (3) directed towards a contact mat (10) is drawn, which is integrally bonded to the measuring contacts (11). Ebenfalls zur Elektrolytseite hin ist auf der Innenfläche der Schutzscheibe ( 2 ) eine Gegenelektrode ( 12 ) und eine Referenzelektrode ( 13 ) auf ihnen zugeordnete Kontaktflächen ( 112 , 113 ) aufgebracht. Also to the electrolyte side, on the inner surface of the windshield (2) a counter electrode (12) and a reference electrode (13) assigned to them, the contact surfaces (113 112) is applied. Sowohl die Kontaktmatte ( 10 ) als auch die Kontaktflächen ( 112 , 113 ) der Gegenelektrode ( 12 ) und der Referenzelektrode ( 13 ) sind in Kontakt zu dem Saugkörper ( 3 ) gebracht. Both the contact mat (10) and the contact surfaces (112, 113) of the counter electrode (12) and the reference electrode (13) are brought into contact with said absorbent body (3).

Der Meßkontakt ( 11 ) sowie die Kontaktflächen ( 112 , 113 ) sind durch die Schutzscheibe ( 2 ) zu Arbeitskontakten ( 14 ) auf die der Umgebung zugewandten Außenfläche der Schutzscheibe ( 2 ) durchkontaktiert. The measuring contact (11) and the contact surfaces (112, 113) through the protective plate (2) to working contacts (14) contacted to the side facing the surrounding outer surface of the windshield (2). Auf derselben Seite der Schutzscheibe ( 2 ) zur Umgebung hin ist um die Durchlässe ( 5 ) des durchlässigen Bereiches ( 50 ) herum ein ringförmiges temperaturempfindliches Element ( 15 ) als NTC-Widerstand gelegt. On the same side of the protective plate (2) to the environment is to the passages (5) of the permeable part (50) placed around a ring-shaped temperature-sensitive element (15) as an NTC resistor. Am Rande des undurchlässigen Teilbereiches ( 51 ) ist, symbolisch dargestellt, eine Verstärkerschaltung ( 16 ) in Dünnschichttechnik angebracht. , An amplifier circuit (16) is shown symbolically on the edge of the impermeable partial region (51) disposed in thin film technology. An diese Verstärkerschaltung ( 16 ) werden über nicht dargestellte Leitungsverbindungen die elektrischen Signale von den Arbeitskontaktflächen ( 14 ) sowie dem temperaturempfindlichen Element ( 15 ) zugeführt und verarbeitet, bevor sie an eine ebenfalls nicht dargestellte Auswerte- und Meßeinheit weitergeleitet werden. At this amplifier circuit (16) are fed via non-illustrated wiring, the electric signals from the operating contact surfaces (14) and the temperature-sensitive element (15) and processed before they are forwarded to a likewise not shown, evaluation and measurement unit.

Das Gehäuse ( 1 ) besteht aus einem biegsamen Kunststoff, welches zum Elektrolytraum ( 17 ) mit der Umgebung durch eine Ausgleichsöffnung ( 18 ) verbunden ist. The housing (1) consists of a flexible plastic, which (17) is for electrolyte chamber connected to the environment by an equalization opening (18). Den Abschluß des Gehäuses zur zu untersuchenden Gasatmosphäre hin bildet die Schutzscheibe ( 2 ), welche in einer umlaufenden Schnappausnehmung ( 19 ) gehalten und gegenüber dem Elektrolytraum ( 17 ) durch einen O-Ring ( 20 ) abgedichtet ist. The conclusion of the housing for to be examined gas atmosphere forming the protective pane (2), which is held in a circumferential Schnappausnehmung (19) and against the electrolyte chamber (17) by an O-ring (20) sealed.

Claims (8)

1. Meßzelle für den elektrochemischen Nachweis von Gasproben, welche in einem mit einem Elektrolyten gefüllten Elektrolytraum zumindest eine Meßelektrode und eine Gegenelektrode aufweist, wobei mindestens die Meßelektrode schichtförmig auf der dem Elektrolyten zugewandten Innenfläche einer für die Gasprobe durchlässigen, für den Elektrolyten undurchlässigen Diffusionsmembran aufgebracht ist, die zur Gasprobenseite hin mit einer teilweise durchlässigen Schutzscheibe abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode ( 12 ) schichtförmig auf einem dem Elektrolyten ( 4 ) zugewandten, für die Gasprobe und den Elektrolyten ( 4 ) undurchlässigen Teilbereich ( 51 ) der Schutzscheibe ( 2 ), elektrisch isoliert von der Meßelektrode ( 9 ) und in ständigem Elektrolytkontakt befindlich angebracht ist, und daß allein die Meßelektrode ( 9 ) mit der Diffusionsmembran ( 8 ) auf einem für die Gasprobe durchlässigen Bereich ( 50 ) der Schutzscheibe ( 2 ) aufgetragen sind 1. measuring cell for the electrochemical detection of gas samples, having at least a measuring electrode and a counter electrode in a container filled with an electrolyte electrolytic chamber, at least the measuring electrode is coated on the side facing the electrolyte inside surface of a permeable to the gas sample and impermeable for the electrolyte diffusion membrane which is covered to the gas sample side with a partially permeable protective screen, characterized in that the counter electrode (12) facing coated on a the electrolyte (4) for the gas sample and the electrolyte (4) impermeable portion (51) of the windshield (2 ), electrically isolated (from the measuring electrode 9) and located in constant electrolyte contact, and in that only the measuring electrode (9) with the diffusion membrane (8) to a material permeable to the gas sample region (50) of the protective plate (2) are applied . ,
2. Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzelektrode ( 13 ) schichtförmig auf dem Teilbereich ( 51 ), elektrisch isoliert von der Meßelektrode ( 9 ) und der Gegenelektrode ( 12 ) und in Elektrolytkontakt, aufgetragen ist. 2. Measuring cell according to claim 1, characterized in that a reference electrode (13) is coated on the portion (51), electrically insulated from the measuring electrode (9) and the counter electrode (12) and in electrolyte contact plotted.
3. Meßzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzscheibe ( 2 ) aus einem thermisch leitfähigen, elektrisch isolierenden Material besteht, deren durchlässiger Bereich ( 50 ) durch die Diffusion der Gasprobe bestimmende Durchlässe ( 5 ) festgelegt ist, und deren undurchlässiger Teilbereich ( 51 ) zu der die Gasprobe enthaltenden Umgebung hin elektrische Arbeitskontaktflächen ( 14 ) trägt, welche zu den Elektroden ( 9 , 12 , 13 ) durchkontaktiert sind. 3. Measuring cell according to claim 1 or 2, characterized in that the protective plate (2) consists of a thermally conductive, electrically insulating material, the permeable region (50) is determined by the diffusion of the gas sample defining passages (5) and whose impermeable at which the gas sample containing environment wearing portion (51) toward electrical working contact surfaces (14) which are contacted by the electrodes (9, 12, 13).
4. Meßzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkontaktierung zur Meßelektrode ( 9 ) über eine Kontaktmatte ( 10 ) fortgesetzt ist, welche einerseits über die Meßelektrode ( 9 ) zur Elektrolytseite hin gelegt und andererseits an einen Meßkontakt ( 11 ) auf dem elektrolytseitigen undurchlässigen Teilbereich ( 51 ) geführt ist. 4. Measuring cell according to claim 3, characterized in that the through-contacting to the measuring electrode (9) via a contact mat (10) is continued, which placed the one hand via the measuring electrode (9) to the electrolyte side and on the other hand to a measuring contact (11) on the electrolyte-side impermeable portion (51) is guided.
5. Meßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Umgebungsseite der Schutzscheibe ( 2 ) zumindest um den durchlässigen Bereich ( 50 ) herum oder ihn gar überquerend ein temperaturempfindliches Element ( 15 ) aufgeschichtet ist. 5. Measuring cell according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the environment side of the protective plate (2) at least around the permeable region (50) around, or a temperature sensitive element (15) is coated him even crossing.
6. Meßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ( 4 ) in einem mit den Elektroden ( 9 , 12 , 13 ) in Kontakt befindlichen Saugkörper ( 3 ) enthalten ist, welcher in dem Meßzellengehäuse ( 1 ) aufgenommen ist, das zur Umgebung hin durch die Schutzscheibe ( 2 ) abgeschlossen ist. 6. Measuring cell according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electrolyte (4) in one of the electrodes (9, 12, 13) in contact absorbent body (3) is included, which was added in the measuring cell (1) is, which is isolated from the environment by the protective disc (2).
7. Meßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Umgebungsseite der Schutzscheibe ( 2 ) eine Vorverstärkerschaltung ( 16 ) in Hybridtechnik zur Aufbereitung der Meßsignale vorgesehen ist. 7. Measuring cell according to one of claims 1 to 6, characterized in that a preamplifier circuit (16) is provided by hybrid technology for the processing of the measuring signals on the environment side of the protective plate (2).
8. Meßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß elektrolytseitig hinter dem durchlässigen Bereich ( 50 ) zur Diffusionsmembran ( 8 ) hin gewandt eine poröse Gasverteilungsschicht ( 6 ) angeordnet ist. 8. Measuring cell according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrolyte side behind the permeable region (50) is arranged for diffusion membrane (8) towards turned a porous gas distribution layer (6).
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